인간이 블랙홀에 들어갈 수 있는 유일한 방법

 

※ 본 내용은 유튜브 채널 '책밖과학'에서 제공하며, 타 블로그 및 유튜브 채널에서의 사용을 절대 금지합니다.

 

우리가 무언가에 대해서 알고 싶다면 직접 그곳에 가서 확인해보는게 가장 좋은 방법일 겁니다.

그런데 만약 그 무언가가 블랙홀이라면 어떨까요?

과학자들은 오래전부터 블랙홀이 품고 있는 비밀에 대해서 알고 싶어했습니다.

그렇다면 블랙홀도 마찬가지로 우리가 직접 가서 확인해 보는 것이 가장 좋은 방법일 겁니다.

하지만 이는 기술적으로 불가능하기 때문에, 우리는 멀리 떨어진 곳에서 블랙홀을 연구할 수 밖에 없죠.

그럼에도 불구하고 과학자들은 인간이 블랙홀에 들어갈 수 있는 방법에 대해서 생각해 왔습니다.

과연 인간은 어떠한 방법으로 블랙홀 안으로 들어갈 수 있을까요?

 

 

 

블랙홀은 질량에 따라 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다.

 

태양 질량 30배 이내의 질량을 가진 항성 질량 블랙홀과, 태양 질량의 수십만 배에서 수십억 배에 달하는 초대질량 블랙홀이 있죠.

 

이 두가지 유형의 블랙홀들은 질량 차이 이외에도 사건의 지평선의 크기도 다릅니다.

 

사건의 지평선(Event horizon)은 한마디로 말해서 영원히 돌아올 수 없는 영역의 경계선이라고 할 수 있는데요.

 

그 무엇이 되었든 이 경계선을 넘어가게 되면 두 번 다시 바깥으로 나올 수가 없게 됩니다.

 

그 만큼 사건의 지평선 안쪽 영역의 중력은 우리의 상상을 초월할 정도로 매우 강력합니다.

 

우주에서 가장 빠르게 움직일 수 있는 빛 조차도 이 곳에서 탈출할 수가 없죠.

 

이러한 사건의 지평선의 크기는 블랙홀의 질량에 따라 달라지게 되는데, 이는 우리가 블랙홀 안으로 들어가려고 할때 아주 중요한 요소로 작용하게 됩니다.

 

예를 들어, 태양 정도의 질량을 가진 블랙홀은 사건의 지평선의 반지름이 약 3km가 안됩니다.

 

반대로 우리 은하 중심에 있는 태양 질량 400백만 배의 초대 질량 블랙홀은 사건의 지평선의 반지름이 약 11,700,000km나 됩니다.

 

무려 태양이 8개나 들어가고도 남을 정도로 정말 어마어하게 거대한 크기죠. 

 

이러한 사건의 지평선의 크기는, 블랙홀의 중심이 얼마나 가깝게 있는지를 판단할 수 있는 기준이 됩니다.

 

항성 질량 블랙홀에 들어간 사람은 초대질량 블랙홀에 들어간 사람보다 사건의 지평선에 도달하기도 전에 이미 블랙홀의 중심에서 훨씬 더 가깝게 되는거죠.

 

그래서 항성 질량 블랙홀의 경우에는, 사건의 지평선 근처에만 가도 강력한 중력의 영향을 받게 됩니다.

 

또한 이곳에 발쪽부터 들어갔다면 머리쪽보다 발쪽이 받는 중력이 기하급수적으로 증가하게 되는데요.

 

이 때 발생되는 발과 머리의 중력 차이는 약 1000억 배나 됩니다.

 

이쯤되면 그 다음 장면은 충분히 예상할 수 있을 겁니다.  바로 몸이 스파게티 처럼 주욱 늘어나 안쪽으로 빨려들어가게 되는거죠.

 

발과 머리의 중력차이가 1000억배

하지만 초대 질량 블랙홀이라면 상황은 완전히 달라집니다.

 

사건의 지평선에 근접해도 블랙홀의 중심에서 여전히 멀리 떨어져 있기 때문에, 발과 머리의 중력차이가 거의 발생하지 않습니다.

 

따라서 몸이 스파게티 처럼 늘어나는 스파게티화(또는 국수효과)가 일어나지 않죠.

 

그래서 몸에 별다른 영향을 받지 않은 채 사건의 지평선을 통과해서 블랙홀의 안쪽으로 들어갈 수 있습니다.

 

하지만 지금까지 우리는 아주 중요한 문제를 빼놓고 있었습니다.

 

대부분의 블랙홀들은 가스와 먼지 등으로 이루어진 뜨거운 원반으로 둘러싸여져 있다는 사실을 말입니다.

 

이 원반을 강착 원반(accretion disk)이라고 하는데요, 이곳은 매우 넓고 거칠며 또 정말 뜨겁습니다.

 

블랙홀의 강착원반

 

우리가 블랙홀 안으로 들어가려고 한다면 이곳을 먼저 뚫고 지나가야만 합니다.

 

하지만 강착 원반을 뚫고 들어가는 일은 매우 어렵고 또 엄청나게 위험한 일입니다.

 

그래서 우리가 블랙홀 안으로 들어가고자 한다면, 주변에 이러한 물질들이 없는 블랙홀 즉, 물질을 먹고 있지 않는 블랙홀을 찾아야만 합니다.

 

만약 미래에 이 모든 조건에 맞는 블랙홀이 발견되고, 이곳에 갈 수 있는 기술이 갖추어진다면 드디어 우리는 블랙홀 안쪽으로 들어갈 수 있습니다.

 

하지만 우리는 한가지 사실을 절대로 잊어서는 안됩니다.

 

사건의 지평선을 넘어가면 두 번 다시 바깥으로 나올 수 없게 된다는 사실을 말입니다.

 

사건의 지평선 안쪽에서 일어나는 모든 사건들은 어떠한 방법으로도 바깥 우주에 영향을 미칠 수 없습니다.

 

즉, 지평선 너머에서 블랙홀 혹은 우주의 진실을 발견했더라도 그 누구에게 전달할 수 없다는 거죠.

 

블랙홀 안쪽에서의 여정과 새로운 발견은 블랙홀 안에서 영원히 사라지게 될 겁니다.

 

그럼에도 불구하고 블랙홀의 탐험이 매력적으로 느껴지는 이유는 왜 그런걸까요?

 

 

https://youtu.be/1BWNM0xFP1Y?si=tsfO0WODWhkHRClS

 

 

 

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